مطالعه تغییرات ساختاری پروتئین باکتریوردوپسین در اثر جذب امواج مایکروویو با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

Abstract

باکتریوردوپسین پروتئینی غشایی است که در هالوباکتریوم سالیناروم به عنوان پمپ پروتون وابسته به نور عمل می‌کند. این پروتئین شامل هفت زیرواحد مارپیچ آلفا (مارپیچ‌های A تاG )، یک صفحه بتا و یک کروموفور رتینال است. مطالعات نشان می‌دهد که پروتئین باکتریوردوپسین دارای خاصیت جذب امواج مایکروویو می‌باشد. یکی از رایج‌ترین و اصولی‌ترین روش‌های مطالعه ماکرومولکول‌های زیستی شبیه‌سازی دینامیک مولکولی است. با استفاده از این روش می‎توان تغییرات و دینامیک ساختاری ماکرومولکول‌های زیستی و کمپلکس آن‌ها را مطالعه کرد. در پروژه حاضر، از مدلسازی‌ و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی استفاده شده است. پس از مرحله تعادل و جهت بدست آوردن ساختارهای یکدست تر در مرحله تولید، شبیه‌سازی‌ به مدت 15 نانوثانیه انجام شد، سپس به منظور بررسی مناطق مؤثر در جذب امواج مایکروویو شبیه‌سازی دینامیک مولکولی همراه با اعمال میدان الکتریکی به مدت زمان 786 پیکوثانیه که برابر با مدت زمان تناوب یک موج سینوسی در طیف رادار می‌باشد، روی کل ساختار پروتئین انجام شد. در نهایت، تغییرات کنفورماسیونی حاصل مورد بررسی قرار گرفت تا مناطق موثر در جذب امواج تعیین شود. مطالعه انجام گرفته نشان می‌دهد که امواج مایکروویو در فرکانس 8 گیگاهرتز و در بازه زمانی ذکر شده نمی‌تواند تغییرات ساختاری گسترده‌ای را در پروتئین ایجاد کند. از سوی دیگر تغییرات ساختاری برگشت‌پذیری در مناطق صفحه بتا و مارپیچ‌های D ، C و B تحت تأثیر میدان مشاهده گردید.